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Un test per 400 malattie ereditarie
I ricercatori hanno sviluppato un nuovo test progettato per rilevare simultaneamente le mutazioni genetiche coinvolte in più di 400 malattie gravi. Il test, che si è dimostrato estremamente accurato, è inizialmente finalizzato allo screening dei futuri genitori per mutazioni legate a malattie ereditarie rare.
Malattia spotting: La colonna bianca al centro di questo diagramma di sequenza del DNA evidenzia una delezione di quattro lettere nel genoma che è collegata a un disturbo chiamato sindrome di Lesch-Nyan. Il disturbo, che colpisce durante l'infanzia, provoca gravi problemi mentali e fisici.
Grazie alla tecnologia di sequenziamento poco costosa, gli scienziati mirano a offrire il test per poche centinaia di dollari, simile al costo dei test attualmente disponibili per rilevare singole malattie o una manciata di disturbi.
Vogliamo che questo test diventi disponibile allo stesso modo di Tay-Sachs e del test della fibrosi cistica, afferma Stephen Kingsmore , direttore scientifico del National Center for Genome Resources e autore senior dello studio. Tay-Sachs, una rara malattia ereditaria, colpisce durante l'infanzia ed è in genere fatale entro i primi anni di vita. Quarant'anni di esperienza con Tay-Sachs hanno portato a quella terribile malattia che è stata praticamente sradicata in Nord America, dice. Questo è solo su una scala più grande.
Il nuovo test, che legge la sequenza di circa 2 milioni di lettere di DNA distribuite su 7.000 diversi pezzi, è progettato per rilevare mutazioni in geni che sono stati collegati ai cosiddetti disturbi mendeliani recessivi, tra cui la fibrosi cistica e Tay-Sachs. Le persone che ereditano due copie mutanti del gene in questione hanno la garanzia di sviluppare la malattia, mentre le persone con una sola copia no. Queste malattie spesso colpiscono presto nella vita con gravi conseguenze, tra cui grave disabilità e morte. E mentre sono singolarmente rari, insieme rappresentano circa il 20% della mortalità infantile.
Testare i futuri genitori per queste mutazioni può aiutarli a prevenire o pianificare le malattie. Le coppie che sono entrambe portatrici di mutazioni in un particolare gene legato alla malattia potrebbero scegliere di adottare, condurre test genetici su embrioni fecondati in vitro o eseguire test prenatali e interrompere le gravidanze colpite.
Sebbene più di 1.000 geni siano stati collegati a disturbi mendeliani recessivi, i test ora disponibili per i futuri genitori selezionano solo i più comuni, come la fibrosi cistica, e sono offerti principalmente ai genitori in gruppi ad alto rischio. Gli ebrei ashkenaziti sono particolarmente a rischio di portare mutazioni di Tay-Sachs, per esempio.
Essere in grado di eseguire lo screening per più di 400 condizioni rare è davvero un passo avanti importante, afferma Eric Topol , direttore dello Scripps Translational Science Institute, che non è stato coinvolto nello studio. Oggi non abbiamo nulla di simile.
Il principale ostacolo a un ampio screening genetico è stato il costo, poiché il tipo di sequenziamento del DNA utilizzato nella maggior parte dei test diagnostici clinici è molto costoso. Kingsmore e i suoi collaboratori hanno sfruttato l'ultima tecnologia di sequenziamento, che può sequenziare volumi molto maggiori di DNA in modo più rapido ed economico. Questa tecnologia ha già trasformato la ricerca genetica, ma è stata lenta a farsi strada nell'uso medico.
Una grande domanda è se sia abbastanza robusto da essere utilizzato nei test clinici sugli esseri umani, afferma Kingsmore. Secondo le sue scoperte, pubblicate mercoledì in Scienza Medicina traslazionale , la risposta è si. Se confrontato con un'altra tecnologia, i microarray progettati per rilevare specifiche mutazioni genetiche, l'approccio basato sul sequenziamento era accurato al 99,98%. E il test di follow-up del DNA di 100 persone con una mutazione nota era accurato al 100%. (Il team di Kingsmore ha effettivamente scoperto che un certo numero di campioni originali era stato classificato erroneamente.)
Il vantaggio di un test basato sul sequenziamento rispetto a uno che utilizza microarray è che quest'ultimo può rilevare solo mutazioni note. Il sequenziamento, d'altra parte, può individuare qualsiasi variazione nei geni legati alla malattia, anche se non è mai stata osservata prima. (Per alcune malattie, alcune mutazioni comuni rappresentano la maggior parte dei casi della malattia, ma per altre, molti tipi diversi di mutazioni possono interrompere il gene pertinente.) Un test di screening completo lanciato l'anno scorso da una startup chiamata Counsyl test solo per le mutazioni note . Questo è un problema, dice Kingsmore, perché non abbiamo un buon catalogo di mutazioni per la maggior parte delle malattie.
Per sviluppare il nuovo test, il team ha modificato la tecnologia esistente per selezionare porzioni rilevanti del genoma legando tratti di DNA complementare alle regioni di interesse, estraendole da una zuppa di DNA. Successivamente hanno utilizzato la tecnologia di sequenziamento di Illumina per analizzare il DNA estratto. Da quando hanno inviato il loro articolo, i ricercatori hanno ampliato il test per cercare mutazioni legate a più di 600 condizioni diverse.
Kingsmore afferma che il test attualmente costa $ 618 per l'esecuzione, esclusi i costi associati alla commercializzazione. Prevede che il costo diminuirà nei prossimi due anni. Il suo istituto, un'organizzazione senza scopo di lucro che ha sviluppato la tecnologia con il finanziamento di un gruppo di difesa dei pazienti, mira a offrirla per $ 500, alla pari con gli attuali schermi degli operatori.
I rapidi progressi nel sequenziamento consentono di raccogliere l'enorme quantità di informazioni sul sequenziamento a un costo gestibile, afferma Arthur bella , presidente del dipartimento di genetica molecolare e umana del Baylor College of Medicine, che non è stato coinvolto nello studio. E molto probabilmente diventerà più economico nel tempo.
Il test non è ancora disponibile per i futuri genitori. I ricercatori stanno ora iniziando a testare la tecnologia nei laboratori clinici, un passo necessario per ottenere l'approvazione dalla Food and Drug Administration. Riteniamo che saremo in grado di offrirlo su base di ricerca nell'estate del 2011, afferma Kingsmore.